JPH08138329A

JPH08138329A - ディスク駆動装置

Info

Publication number: JPH08138329A
Application number: JP27195694A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Yamamoto; 則行山本; Hiroaki Yada; 博昭矢田; Nobuhiro Hayashi; 信裕林
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1994-11-07
Filing date: 1994-11-07
Publication date: 1996-05-31

Abstract

(57)【要約】【目的】磁気ディスクのフォーマット効率を向上させ
る。【構成】データを記録するデータ領域と、サーボ情報
を記録するサーボ領域とがトラックに独立して繰り返し
形成されている磁気ディスク１から情報が再生され、ク
ロック生成回路２０において、そのうちのクロックパタ
ーンに対応して、システムクロックが生成される。そし
て、装置全体が、このシステムクロックに同期して動作
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば磁気ディスク装
置や光磁気ディスク装置などに用いて好適なディスク駆
動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の、磁気ディスク装置や光磁気ディ
スク装置では、データの記録／再生タイミングを得るた
めのクロック（クロック信号）は、データ書き込み時に
データ領域内に記録した基準信号（プリアンブル）、も
しくはデータ列それ自身から抽出される方式が採用され
ている。このような方式の装置は、自己同期型ディスク
装置と呼ばれ、その代表的なものとしては、セクタサー
ボ型ディスク装置がある。

【０００３】これに対し、ディスク（磁気ディスクや光
磁気ディスク）上のサーボ領域に、予め物理的手段もし
くは磁気的手段によって形成したクロックパターンか
ら、データの記録／再生タイミングを得るためのクロッ
クを生成する方式がある。このような方式の装置は、外
部同期型ディスク装置と呼ばれ、その代表的なものとし
てはサンプルサーボ型ディスク装置がある。

【０００４】［ディスクフォーマット］図１１は、磁気
ディスク１０１の基本的構成を示している。同図に示す
ように、磁気ディスク１０１は、その１周（１トラッ
ク）が複数のセクタに区分されており、その各セクタ
は、複数のセグメントにより構成されている。

【０００５】図１２は、自己同期型ディスク装置（セク
タサーボ型ディスク装置）に用いられるセクタのフォー
マットを表している。基本的には、ユーザデータ５１２
バイトに、セクタＩＤ，ＥＣＣ（エラー訂正用符号）が
１セクタを構成するが、自己同期型ディスク装置の場
合、さらに同期を取るための各種同期用マークが必要に
なる。また、位置揺らぎや回転速度誤差による長さの差
を吸収するため、あるいは再生したデータを復調するチ
ャネル回路（復調回路）でのタイミング合わせのために
長いギャップが必要になる。具体的には、ＩＤプリアン
ブル、ＩＤ同期マーク（ＩＤシンク）、パッド、データ
プリアンブル、データ同期マーク（データシンク）、パ
ッド、セクタ間ギャップなどが必要となる。

【０００６】ＩＤプリアンブルやデータプリアンブルな
どのプリアンブルは、ＰＬＬのロックを回復し、ビット
同期を確立するためのもので、１０乃至２０バイト程度
必要である。ＩＤシンク、データシンクなどの同期マー
クは、バイト同期確立用で、数バイト分の特定パターン
が用いられる。これらは、それぞれＩＤの前（ＩＤシン
ク）と、論理データ（データシンク）の前に必要とな
る。またパッドは、記録時に、ＥＣＣを終了した時点で
変調回路の中に残っているコードを最後まで正しく記録
したり、再生時に、ＥＣＣを最後まで安定に読むための
ヌルデータであり、ＩＤの後と論理データの後に必要と
なる。

【０００７】本来、セクタサーボ方式は、論理セクタと
論理セクタの間にサーボ領域を配置するもので、論理セ
クタ数とサーボ領域数は同数（例えば、３０乃至８０程
度）であった。この場合、ディスクの内周から外周にわ
たって、どのトラックにおいてもセクタ数が一定とな
り、従って外周側では低線密度での記録となるため、物
理的な容量に対し、記憶容量は大幅に低下する。

【０００８】そこで、近年、記憶容量の増大の要求か
ら、ゾーンビットレコーディング（ＺＢＲ）方式、即
ち、ディスクを半径方向に数ゾーンに分けて、それぞれ
のゾーンで一定線密度（ＣＬＶ）とすることで、内外周
の線密度の差をなくすという記録方式が取られるように
なってきた。

【０００９】セクターサーボ方式においてＺＢＲ方式を
取り入れると、論理セクタとサーボ領域の位置は関係が
なくなり、論理セクタの間にサーボ領域が割り込む形に
なり、この場合、サーボ領域ごとにデータの同期が乱れ
るため、サーボ領域通過後にプリアンブル（データプリ
アンブル）と再同期マーク（データシンク）が必要にな
る。

【００１０】図１３は、自己同期型ディスク装置（セク
タサーボ型ディスク装置）に用いられる磁気ディスク１
０１のサーボ領域の詳細なフォーマットを表している。
なお、破線ｂは、トラックｎの中心を示している。

【００１１】磁気ディスク１０１には、サーボ領域が放
射状に等間隔に並んでおり、その数は、上述したよう
に、例えば３０乃至８０個程度である。サーボ領域は、
ＡＧＣバースト、サーボヘッダ、クロックシンク、パタ
ーンシンク、インデックス、アクセスパターン、ファイ
ンパターンなどから構成される。これらの各パターン
は、基板上に形成された磁性層が磁気ヘッドにより横方
向に直流磁化されることにより形成される。

【００１２】ＡＧＣバーストは、サーボパターン中ゲイ
ンを固定するために設けられた領域である。ファインパ
ターンがトラック中心からずれており、ファイン信号に
対してオートゲインコントロールが正常に動作しないた
めゲインを固定する必要があるわけである。

【００１３】サーボヘッダは、サーボ領域であることを
示すパターンで、データ領域に現れ得ないパターンとさ
れている。クロックシンクは、サーボクロックの同期信
号である。パターンシンクは、サーボ信号検出のための
時間軸の基準を得るために設けられている。インデック
スは、回転同期、回転中心を得るためのもので、例えば
トラック１周に１個だけ設けられている。

【００１４】アクセスパターンは、トラックシーク時に
必要となるパターンである。トラックアドレスを符号化
（例えば、グレイライクコードなど）して、トラックご
とにユニークになるように長さと配置を変えたパターン
である。このパターンも、磁性層を上述のように直流磁
化することにより形成される。

【００１５】ファインパターンは、トラッキング制御用
のパターンである。このファインパターンは、Ｘ，Ｙ，
Ａ，Ｂの４種類が設けられている。パターンＸは、トラ
ックｎと、このトラックｎから１本おきのトラック（ト
ラックｎ±２，ｎ±４，・・）に正対するように設けら
れている。パターンＹは、トラックｎに隣接するトラッ
クｎ±１，ｎ±３，・・に正対するように設けられてい
る。パターンＡは、パターンＸを１／２トラックピッチ
だけ内周側に移動させた位置に形成されている。また、
パターンＢは、パターンＹを１／２トラックピッチだけ
内周側に移動させた位置に形成されている。

【００１６】ここで、磁気ヘッドの位置決めサーボに
は、上述のトラックシークとトラッキングという２つの
モードが存在する。前者は、目標トラックにヘッドを移
動させるモードで、後者は目標トラックの中心にヘッド
を正確に位置決めするモードである。

【００１７】［回路系］図１４は、自己同期型ディスク
装置（セクタサーボ型ディスク装置）であるハードディ
スク装置の構成例を示している。

【００１８】ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）１
１１は、ホストコンピュータ（図示せず）からの各種命
令をＣＰＵ１０に伝える他、この装置における記録再生
動作を制御するようになされている。

【００１９】ＣＰＵ１０は、そのファームウェアによっ
て、ＨＤＣ１１１が内蔵するコントロールレジスタにア
クセスし、そのコントロールレジスタに所定の値をセッ
トすることにより、ＨＤＣ１１１を制御するとともに、
バッファＲＡＭ２２、リードライト回路系（磁気ヘッド
１５、切換スイッチ１４、再生アンプ１８、クロック生
成回路１２０、およびデータ復調回路１９でなる系（リ
ード回路系）、並びに記録データ発生回路１２、記録ア
ンプ１３、切換スイッチ１４、および磁気ヘッド１５な
どでなる系（ライト系））、サーボ回路系（磁気ヘッド
１５、切換スイッチ１４、再生アンプ１８、位置制御回
路１１７、およびＶＣＭ（ボイスコイルモータ）１６な
どでなる系）、およびインターフェイスバス（各ブロッ
ク間を接続する信号線、およびＨＤＣ１１１とホストコ
ンピュータとを接続する信号線など）などを統括制御す
るようになされている。

【００２０】即ち、ＣＰＵ１０は、ホストコンピュータ
からコマンドが送られてくると、インターフェイスのプ
ロトコルにしたがって、そのコマンドを解釈し、バッフ
ァＲＡＭ２２をコントロールしながら、ホストコンピュ
ータとデータのやりとりを行うようになされている。ま
た、ＣＰＵ１０は、データの記録／再生時において、リ
ードライト回路系の必要な回路の内蔵する内部レジスタ
に、必要なデータを書き込むようになされている。な
お、ＣＰＵ１０がリードライト回路系にデータを書き込
みにいく場合としては、通常の信号線（バス）を介し
て、自身から、リードライト回路系にデータを書き込み
にいく場合の他、リードライト回路系から、ハード線
（割り込みをかけるための信号線（割り込み線））を介
して割り込みがかけられたことに対応して、データを書
き込みにいく場合がある。

【００２１】バッファＲＡＭ２２は、上述したようにＣ
ＰＵ１０に制御され、ホストコンピュータと、磁気ディ
スク１０１との間でやりとりされるデータを一時記憶す
るようになされており、これによりホストコンピュータ
側と、ハードディスク装置側とのデータ転送速度の差を
吸収するようになされている。

【００２２】記録データ発生回路１２は、ＨＤＣ１１１
からライトゲートを受信すると、クロック生成回路１２
０からのデータクロックに対応して同期を確立し、その
後、ＨＤＣ１１１を介してホストコンピュータより供給
されるデータを変調し、記録データを発生するようにな
されている。記録アンプ１３は、記録データ発生回路１
２からの記録データを増幅するようになされている。記
録／再生切換スイッチ１４は、位置制御回路１１７に制
御され、記録時または再生時に、端子ＷまたはＲ側にそ
れぞれ切り換えられるようになされている。

【００２３】磁気ヘッド１５は、例えば記録再生兼用の
磁気ヘッドで、記録時には、切換スイッチ１４を介して
記録アンプ１３より供給される記録データに対応して、
磁気ディスク１を磁化し、再生時には、磁気ディスク１
０１の磁化方向に対応した再生信号を、切換スイッチ１
４を介して再生アンプ１８に供給するようになされてい
る。再生アンプ１８は、切換スイッチ１４を介して磁気
ヘッド１５から供給される再生信号を増幅し、位置制御
回路１１７およびクロック生成回路１２０に供給するよ
うになされている。

【００２４】クロック生成回路１２０は、再生信号のう
ちのプリアンブルやデータに対応する部分に基づいて同
期を確立し、同期信号（データクロック）を、記録デー
タ発生回路１２、データ復調回路１９、およびＨＤＣ１
１１に供給するようになされている。さらに、クロック
生成回路１２０は、再生信号のうちのデータ領域に記録
されたデータに対応する部分をデータ復調回路１９に出
力するようになされている。データ復調回路１９は、Ｈ
ＤＣ１１１からリードゲートを受信すると、クロック生
成回路１２０からのデータクロックに対応して同期を確
立し、同じくクロック生成回路１２０からの信号を復調
するようになされている。この復調信号は、ＨＤＣ１１
１を介して、ホストコンピュータに送信されるようにな
されている。

【００２５】位置制御回路１１７は、再生信号のうちの
サーボ領域に記録されたクロックシンクに対応して同期
を確立し、ＣＰＵ１０からの制御に対応して、切換スイ
ッチ１４を制御するようになされている。さらに、位置
制御回路１１７は、再生信号のうちのサーボ領域に記録
されたアクセスパターン、ファインパターンに対応し
て、ＶＣＭ１６を制御し、これによりトラックシーク制
御、トラッキング制御を行うようになされている。ま
た、位置制御回路１１７は、再生信号からサーボ領域の
終了位置に対応するタイミング信号（サーボ領域終了信
号（ＥＯＳ））を生成し、ＨＤＣ１１１に供給するよう
になされている。ＨＤＣ１１１は、この位置制御回路１
１７からのサーボ領域終了信号により、サーボ領域の終
了位置を認識する。

【００２６】ＶＣＭ１６は、位置制御回路１１７の制御
に応じて、磁気ヘッド１５を制御するようになされてい
る。

【００２７】［データ記録／再生動作］ホストコンピュ
ータからの命令が、記録再生命令である場合は、まずＣ
ＰＵ１０によって、ＨＤＣ１１１の内部コントロールレ
ジスタ、および周辺回路（図１４において点線で囲んだ
部分を構成するブロック）の内部レジスタに必要な値が
書き込まれる。サーボ系（サーボ回路系）においては、
ＣＰＵ１０によりセットされた値に応じて、位置制御回
路１７が、アクセスパターン、ファインパターンに対応
する再生信号に基づいて、公知の方法により制御信号
（サーボ信号）を生成し、ＶＣＭ１６を駆動することに
より、磁気ヘッド１５が、所定のトラックの中心に位置
決めされる。一方、データ記録再生系（リードライト回
路系）においては、ＣＰＵ１０からセットされた値に応
じて記録／再生に必要な諸設定が行われる。

【００２８】以上の処理が正常に行われたことを確認し
た後、ＣＰＵ１０は、ＨＤＣ１１１のコントロールレジ
スタの１つにフラグをたてることで、それ以降の動作制
御をＨＤＣ１１１に渡す。ＨＤＣ１１１は、内部に様々
なコントロールレジスタを有し、ＣＰＵ１０とＨＤＣ１
１１との間では、それらのレジスタを介して情報のやり
とりが行われる。

【００２９】このコントロールレジスタのうちの幾つか
は、まとまって記録／再生動作シーケンスが記述される
ＨＤＣディスクシーケンサ（ディスクシーケンサ）を構
成する。ＣＰＵ１０からディスクシーケンサに対して
は、動作の種類（記録、再生、フォーマット）に応じて
必要な値がセットされる。

【００３０】図１５乃至図１７は、ディスクシーケンサ
（シーケンサマップ）の例を示している。なお、図１６
は、図１５に続く図であり、図１７は、図１６に続く図
である。また、図１５乃至図１７に対応した記録／再生
動作シーケンスをフローチャート化したものを、図１８
に示す。

【００３１】この例では、ディスクシーケンサとして、
１２４個の８ビットレジスタが割り当てられている。１
行は、４個の８ビットレジスタで構成され、そこには、
１バイトのデータ分（８クロック分）の動作が記述され
る。この場合、１行が４個のレジスタで構成されている
ので、全体は、３１（＝１２４／４）行で構成される。

【００３２】１行を構成する４個のレジスタのうち、左
から１番目（ＮＸＴＡＤＤ／ＤＡＴＡ）には、記録デー
タまたは再生データと比較するデータか、あるいはシー
ケンサ（ＨＤＣディスクシーケンサ）上で分岐する際の
条件と分岐アドレスが記述される。また、２番目（ＳＥ
ＱＣＴＬ）と４番目（ＸＣＴＬ）には、ＨＤＣ１１１に
対するコマンド（ＨＤＣ１１１が取るべき動作）が記述
される。さらに、３番目（ＳＥＱＣＮＴ）には、その行
の動作の繰り返し回数が記述される。

【００３３】動作制御が、ＣＰＵ１０からＨＤＣ１１１
に渡った後は、ディスクシーケンサは、そこに記述され
たシーケンスどおりに処理を行っていく。ＣＰＵ１０
は、ディスクシーケンサによる処理が終了するまでは、
処理に関与しない。また、ディスクシーケンサでは、通
常、８クロック（データ１バイト）単位で、１行の処理
が行われていく。

【００３４】［ＨＤＣディスクシーケンサによるデータ
記録制御］データの記録時においては、ホストコンピュ
ータより送られてくるデータが、ＲＡＭ２２に記憶され
るとともに、磁気ヘッド１５により磁気ディスク１０１
に記録された情報が再生される。この情報は、切換スイ
ッチ１４、再生アンプ１８、クロック生成回路１２０、
およびデータ復調回路１９を介して、ＨＤＣ１１１に供
給される。

【００３５】ＨＤＣ１１１は、セクタの先頭にフォーマ
ット時に記録されたセクタＩＤを読み込み、シーケンサ
にセットされている値と比較する。そして、それらが一
致した場合、そのセクタＩＤのセクタが、データを記録
すべきセクタであると判断し、その後に続くデータ領域
に対するデータ記録動作に移行する。

【００３６】即ち、図１５のシーケンサマップの１行目
（ＳＥＱＡＤＤＲ００）に示したように、ＨＤＣ１
１１は、再生の開始を示すタイミング信号であるセクタ
信号（セクタの先頭位置を示す信号）を待ち、セクタ信
号を受信すると、次の段の処理（ＳＥＱＡＤＤＲ０
２）に移る。ＳＥＱＡＤＤＲ０２によれば、セクタ
ＩＤを再生するため、リードゲート（ＲｅａｄＧａｔ
ｅ）がセットされる（リードゲートがデータ復調回路１
９に出力される）。

【００３７】その後、ＨＤＣ１１１では、ＶＦＯ（００
ｈ×８バイト）（ｈはヘキサを表す）（プリアンブルに
相当）が読み込まれ、ビット同期が確立される。さら
に、特殊な同期マーク（Ａ１ｈ）が読み込まれて、バイ
ト同期が確立される。即ち、ＨＤＣ１１１では、ビット
同期が確立された後、ＳＥＱＡＤＤＲ０３で、同期
マーク（Ａ１ｈ）が入力されるのを待ち、５バイト以内
に入力されなければ処理を終了する。また、同期マーク
（Ａ１ｈ）が入力されれば、その段階でバイト同期が確
立され、次の処理であるセクタＩＤの比較処理に進む。

【００３８】この比較処理では、ＨＤＣ１１１に、入力
されたセクタＩＤと、ＮＸＴＡＤＤ／ＤＡＴＡフィール
ド（シーケンサの左から１番目のフィールド）に記述さ
れた値（データを記録すべきセクタのセクタＩＤ）とが
比較される。そして、この比較結果が、両者が一致する
ものとなるまで、上述の処理が繰り返される。

【００３９】ＨＤＣ１１１に入力されたセクタＩＤと、
ＮＸＴＡＤＤ／ＤＡＴＡフィールドに記述された値（デ
ータを記録すべきセクタのセクタＩＤ）とが一致する
と、ＨＤＣ１１１では、データの記録動作に処理が移行
される（ＳＥＱＡＤＤＲ０Ｃｈより）。即ち、まず
データ領域の先頭の部分に、再生時におけるデータ同期
のために、セクタＩＤと同様のＶＦＯ（００ｈ×１２バ
イト）と、同期マーク（Ａ０ｈ）が書き込まれる。その
後、バッファＲＡＭ２２に記憶されたデータ（ユーザー
データ）（５１２バイト分）が、記録データ発生回路１
２、記録アンプ１３、および切換スイッチ１４を介し
て、磁気ヘッド１５に出力され、これによりそのユーザ
データがデータ領域に記録される。さらに、ＥＣＣデー
タ（１１バイト分）も磁気ヘッド１５に出力され、その
記録が終了した時点で、１セクタの記録が終了する。

【００４０】さらに、ユーザデータがある場合には、上
述の処理が繰り返される。

【００４１】ここで、上述したＺＢＲ方式による記録が
行われる場合、即ち磁気ディスク１０１上、ユーザデー
タ５１２バイトの領域の間に、サーボ領域が割り込む形
になっている場合、サーボ領域をスキップしながら、即
ちサーボ情報を、上書きにより消さないよう、記録デー
タの出力を停止（中断）しながら、その書き込みを行う
必要がある。

【００４２】従来では、フォーマット時に、セクタＩＤ
を記録する領域の一部に、データ領域の長さ（バイト
数）をスキップ情報として書き込んでおき（図１２）、
記録時には、そのスキップ情報を参照することにより、
サーボ領域をスキップするようにしていた。即ち、ＨＤ
Ｃ１１１では、スキップ情報が読み込まれ、内蔵するカ
ウンタに初期値としてセットされる。そして、８クロッ
ク（１バイト分）単位で、そのカウンタのカウント値が
デクリメントされ、そのカウント値が０となると、デー
タ領域が終了したと判断し、即ちサーボ領域の開始と判
断し、記録データの出力を停止するようにしていた。

【００４３】図１５乃至図１７に示したシーケンサマッ
プでは、図１５のセクタＩＤの読み込みを行うシーケン
スのうちの１つであるＳＥＱＡＤＤＲ０９ｈにおい
て、２バイト分のスキップ情報が読み込まれ、ＨＤＣ１
１１の内蔵するカウンタにセットされる。従って、この
場合、サーボ領域のスキップは２回行われる。

【００４４】その後、カウント値が０になると、ＨＤＣ
１１１は、ＳＥＱＡＤＤＲ１８ｈ（図１７）にジャ
ンプし、そこからＳＥＱＡＤＤＲ１Ｂｈまでに記述
された処理であるサーボ領域スキップ処理（サーボ領域
において、記録を中断する処理）を行う。なお、ジャン
プ先のアドレスは、上述したように、予めＣＰＵ１０に
よってＨＤＣ１１１のコントロールレジスタにセットさ
れたものである。

【００４５】そして、サーボ領域の終了時には、上述し
たように位置制御回路１１７からＨＤＣ１１１に、サー
ボ領域終了信号が出力されるので、ＨＤＣ１１１は、こ
のサーボ領域終了信号を受信すると、元のシーケンサア
ドレス（ＳＥＱＡＤＤＲ１８ｈにジャンプする前のア
ドレス）にリターンし、そのアドレスからの処理を行
う。

【００４６】なお、自己同期型ディスク装置（セクタサ
ーボ型ディスク装置）では、サーボクロックとデータク
ロックとが独立で異なっているため、元のシーケンスに
戻る前に、再び同期パターンが書き込まれる（ＳＥＱ
ＡＤＤＲ１Ａｈ，１Ｂｈ）。

【００４７】［ＨＤＣディスクシーケンサによるデータ
再生制御］データの再生時においては、磁気ヘッド１５
により磁気ディスク１０１に記録されたデータが再生さ
れ、その再生信号が、切換スイッチ１４、再生アンプ１
８、クロック生成回路１２０、およびデータ復調回路１
９を介して、ＨＤＣ１１１に供給される。以降の動作
は、データ領域に記録されたデータが読み出されること
を除いて、データ記録動作と同様である。データが再生
される場合は、記録時に磁気ディスク１０１上に記録さ
れたビット同期およびバイト同期用のパターンが読み出
され、ＨＤＤ１１１は、それらから生成されるクロック
に、内部の動作をロックする。そして、このクロックに
対応して、シーケンサに記述されたシーケンスにしたが
った動作がなされ、これによりデータが読み出される。

【００４８】

【発明が解決しようとする課題】以上のような従来型の
ハードディスク装置（自己同期型ディスク装置）には、
以下のような課題があった。

【００４９】［フォーマット効率］自己同期型ディスク
装置では、サーボクロック、データクロックとも、磁気
ディスク１０１の回転とは非同期に、そこに書き込まれ
たプリアンブル（例えば、００ｈの繰り返しなど）から
生成され、また、バイト同期をとるためには、特殊なバ
イト同期用マークが必要であることから、同期情報領域
（同期に必要な情報を記録するための領域）だけでも数
１０バイト分必要であった。

【００５０】さらに、データクロックは、磁気ディスク
１０１の回転とは非同期に発生させるため、磁気ディス
ク１０１の回転むらにより、データを書き込む長さが伸
び縮みする。そのため、サーボ領域とデータ領域の間、
セクタ間に長めのギャップが必要であった。

【００５１】また、現在のハードディスク装置では、記
憶容量を向上させるために、ＺＢＲ方式が採用される。
この場合、多くのゾーンにおいて論理セクタにサーボ領
域が割り込むことになる。従って、サーボ領域をスキッ
プするための情報（スキップ情報）は、セクタＩＤ領域
に書き込まれるため、セクタＩＤ領域が長くなり、さら
に、サーボ領域が出現するたびに、プリアンブル、同期
用マーク、およびギャップが必要になる。

【００５２】以上のことは、自己同期型ディスク装置
（セクタサーボ型ディスク装置）におけるデータフォー
マット効率を低下させる原因となっている。

【００５３】［ハードディスクコントローラ（ＨＤ
Ｃ）］自己同期型（セクタサーボ方式）の場合、ＨＤＣ
１１１は、磁気ディスク１０１上の同期用パターンに対
し、自身でビット同期をかける必要があった。また、Ｈ
ＤＣ１１１は、バイト単位で動作するため、再生データ
から、ビット同期をとった後、さらにバイト同期をとる
必要があった。従って、ＨＤＣ１１１の内部構造が複雑
になっていた。

【００５４】また、自己同期型ディスク装置では、サー
ボ領域のスキップの数が制限されており、制御能力に限
界があった。即ち、従来では、上述したように、セクタ
ＩＤ領域にスキップ情報が書き込まれるが、このスキッ
プ情報は、１セクタに割り込むサーボ領域の数だけのバ
イト数を用意する必要がある（図１２は、スキップを２
回行う場合のフォーマット例である）。

【００５５】さらに、ＨＤＣ１１１では、上述したよう
に、その内蔵するカウンタにスキップ情報がセットさ
れ、そのカウント値が０となると、スキップが行われる
が、この場合には、ＨＤＣ１１１に、１セクタに割り込
む可能性のあるサーボ領域の数だけのカウンタを内臓さ
せる必要がある。また、スキップ情報が書き込まれれ
ば、その分フォーマット効率は低下する。

【００５６】従って、フォーマット効率の問題、ＨＤＣ
１１１に設けるカウンタの大きさの問題により、１セク
タあたりの、サーボ領域のスキップ回数は３回程度が限
界となっていた。

【００５７】これは、磁気ディスク１０１のフォーマッ
トの設計自由度を大きく損なわせるとともに、システム
の制御の複雑化を招く原因となっていた。

【００５８】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たものであり、外部同期型（サンプルサーボ型）ディス
ク装置において、サーボ領域におけるクロック生成用の
マークから生成されるシステムクロックに、装置全体を
同期させることにより、フォーマット効率を向上させる
とともに、装置の制御を簡単化するものである。

【００５９】

【課題を解決するための手段】本発明のディスク駆動装
置は、データを記録するデータ領域と、サーボ情報を記
録するサーボ領域とがトラックに独立して繰り返し形成
されているディスクを駆動するディスク駆動装置であっ
て、サーボ情報は、クロックパターンを含み、ディスク
から情報を再生する再生手段（例えば、図３に示す磁気
ヘッド１５など）と、再生手段により再生された情報の
うちのクロックパターンに対応して、システムクロック
を生成するクロック生成手段（例えば、図３に示すクロ
ック生成回路２０など）とを備え、装置全体が、システ
ムクロックに同期して動作することを特徴とする。

【００６０】このディスク駆動装置においては、ディス
クにデータを記録する記録手段（例えば、図３に示す磁
気ヘッド１５など）をさらに備えることができる。ま
た、システムクロックに基づいて、ディスク上における
所定の情報点の位置を与えるタイミング信号を生成する
タイミング信号生成手段（例えば、図３に示すタイミン
グ発生回路２１など）と、所定の記録／再生動作シーケ
ンスが記述されるシーケンサ（例えば、図４に示すディ
スクシーケンサ３３など）を含み、そのシーケンサに記
述された記録／再生動作シーケンスにしたがい、タイミ
ング信号に対応して記録／再生動作を制御する制御手段
（例えば、図３に示すハードディスクコントローラ（Ｈ
ＤＣ）１１など）とをさらに備えることができる。

【００６１】タイミング信号が、サーボ領域の開始位置
および終了位置を与える信号を含み、所定の記録／再生
動作シーケンスが、記録手段によるデータの記録を中断
させる割り込みルーチンを含む場合、制御手段を、記録
時において、サーボ領域の開始位置のタイミングで、割
り込みルーチンにジャンプさせ、サーボ領域の終了位置
のタイミングで、割り込みルーチンからリターンさせる
ことができる。また、トラックが、複数のセクタに区分
されており、タイミング信号が、セクタの開始位置を与
える信号をさらに含み、所定の記録／再生動作シーケン
スが、セクタの開始位置を与えるタイミング信号を待つ
ループをさらに含む場合、制御手段には、ループを実行
している間、タイミング信号生成手段からのサーボ領域
の開始位置および終了位置を与えるタイミング信号の入
力をマスクさせることができる。

【００６２】サーボ情報が、ディスクの回転中心を与え
るインデックスをさらに含む場合、タイミング信号に
は、サーボ領域の開始位置および終了位置、並びにセク
タの開始位置を与える信号の他、インデックスの位置、
およびデータ領域の開始位置を与える信号を、少なくと
も含ませることができる。

【００６３】制御手段には、１，２、または４システム
クロック単位で、タイミング信号を受け付けさせ、８シ
ステムクロック単位である１バイト単位で、所定の記録
／再生動作シーケンスを実行させることができる。

【００６４】システムクロックを規則的に間欠させ、間
欠クロックとする間欠手段（例えば、図１０に示す−１
／９クロック生成回路５２など）をさらに備える場合、
制御手段を、間欠クロックに同期して動作させることが
できる。

【００６５】システムクロックは、記録／再生している
ディスクの半径方向の位置によって変化させることがで
きる。また、再生手段および記録手段は、磁気ヘッドと
し、ディスクは、磁気ディスクとすることができる。

【００６６】

【作用】上記構成のディスク駆動装置においては、デー
タを記録するデータ領域と、サーボ情報を記録するサー
ボ領域とがトラックに独立して繰り返し形成されている
ディスクから情報が再生され、そのうちのクロックパタ
ーンに対応して、システムクロックが生成される。そし
て、装置全体が、このシステムクロックに同期して動作
する。従って、従来の自己同期型ディスク装置における
場合のように、ディスクに、自己同期のために必要とな
る、例えばデータ用プリアンブルやサーボ用プリアンブ
ルなどのオーバヘッドデータを記録する必要なくなるの
で、フォーマット効率を向上させることができる。さら
に、装置の制御を簡単化することができる。

【００６７】

【実施例】

［本発明に用いられるディスクの例］図１は、本発明を
適用したハードディスク装置に用いられる磁気ディスク
１の構成例を示している。この磁気ディスク１は、サン
プルサーボ型とされ、サーボ情報が、凹凸パターンとし
て形成されている。なお、図１（ａ）は、磁気ディスク
１の平面図の拡大図であり、図１（ｂ）は、同図（ａ）
の破線ｂで示したトラックｎの中心の断面図である。ま
た、磁気ディスク１の基本的構成は、図１１に示した磁
気ディスク１０１と同様である。即ち、磁気ディスク１
は、その１周（１トラック）が複数のセクタに区分され
ており、その各セクタは、複数のセグメントにより構成
されている。

【００６８】図１において、磁気ディスク１上のサーボ
領域には、サーボ情報として、外部クロック（システム
クロック）を生成するために、放射状に連続した磁気ク
ロックマーク（クロックパターン）が設けられ、さら
に、サーボ用信号を生成するために、アクセスパターン
およびファインパターンが設けられている。また、図示
していないが、磁気ディスク１には、回転同期、回転中
心を得るために、インデックス（インデックスパター
ン）も、サーボ情報として、例えばトラック１周に１個
だけ設けられている。

【００６９】なお、サーボ領域の間のデータセグメント
（データ領域）には、データ（ユーザデータ）が記録さ
れる。また、サーボ領域は、高精度のクロックを生成
し、十分なサーボ信号を得るために、１トラック当たり
約数１００乃至数１０００箇所設けられ、等間隔で配置
されている。

【００７０】サーボ情報は、基板１ａ上に形成された磁
性装置１ｂを、例えばエッチングなどの手法により一部
除去することにより、データセグメントとは独立したパ
ターンとして形成されている。そして、サーボ情報は、
磁気ヘッドにより横方向に直流磁化されている。

【００７１】サーボ情報である磁気クロックマーク、ア
クセスパターン、ファインパターン、インデックスパタ
ーンを磁気ヘッドで再生すると、パターンの前縁と後縁
にて孤立波形が再生される。磁気クロックマークの再生
孤立波形のピークの存在時刻は、データ系、サーボ系に
ディスク回転に同期したクロック情報を与える。

【００７２】アクセスパターン、ファインパターン、イ
ンデックスパターンについても、それらを磁気ヘッドで
再生すると、パターンの前縁と後縁にて孤立波形が得ら
れ、その孤立波形に対応して、トラックシーク、トラッ
キングが行われ、あるいは回転中心が与えられる。な
お、アクセスパターン、ファインパターン、インデック
スパターンは、上述したように磁気ディスク１上に凹凸
のパターンとしてあらかじめ形成されていることを除け
ば、前述した従来（図１３）の場合と同様に構成されて
いる。

【００７３】ハードディスク装置では、これらのパター
ンの再生信号をもとに、所定のトラック中心にトラッキ
ングをかけながら、装置全体がクロックに同期して、デ
ータの記録／再生が行われる。

【００７４】図２は、磁気ディスク１のセクタフォーマ
ットを示している。同期パターン（ＩＤプリアンブル、
ＩＤシンク、データプリアンブル）およびセクタ間ギャ
ップは一切なく、またＩＤ領域（ＩＤが記録される領
域）が短い。その他の構成は従来例と変わらない。

【００７５】［本発明に用いられるシステムの構成］次
に、図３は、本発明を適用したハードディスク装置の構
成例を示している。なお、図中、図１４における場合と
対応する部分については、同一の符号を付してある。

【００７６】このハードディスク装置は、記録および再
生兼用の磁気ヘッド１５を用いた外部同期型磁気ディス
ク装置（サンプルサーボ型ディスク装置）として構成さ
れている。即ち、磁気ディスク１に対するデータの記録
と再生は磁気ヘッド１５により行われるようになされて
いる。

【００７７】クロック生成回路２０は、ＰＬＬを内蔵
し、再生アンプ１８から供給される、磁気クロックマー
ク（図１）の再生波形からデータ存在点クロック（デー
タクロック）（システムクロック）を生成し、ＨＤＣ
（ハードディスクコントローラ）１１、記録データ発生
回路１２、データ復調回路１９、およびタイミング発生
回路２１に供給するようになされている。

【００７８】従って、記録データ発生回路１２は、ソー
スデータをもとに、クロック生成回路２０から供給され
るデータクロックに同期した記録データを生成して、記
録アンプ１３を駆動し、データ復調回路１９は、再生ア
ンプ１８からの再生信号を、クロック生成回路２０から
供給されるデータクロックに同期したデータ（再生デー
タ）に復調することになる。

【００７９】タイミング発生回路２１は、クロック生成
回路２０が生成するデータクロックを計数することによ
り、トラック上のデータ領域やサーボ領域、ギャップな
どのトラック一周に渡る様々な領域の位置（例えば、デ
ータ領域の開始位置および終了位置、サーボ領域の開始
位置および終了位置、インデックスの位置、並びにセク
タの開始位置など）を示すタイミング信号や、記録／再
生切り換え信号などを生成するようになされている。な
お、タイミング信号のうちの必要なものは、例えば１ク
ロックのパルス信号として、ＨＤＣ１１、記録データ発
生回路１２、およびデータ復調回路１９に供給されるよ
うになされている。また、記録／再生切り換え信号は、
記録／再生切換スイッチ１４に供給されるようになされ
ており、従って、切換スイッチ１４は、この記録／再生
切り換え信号に対応して、端子ＲまたはＷを選択するよ
うになされている。

【００８０】ＨＤＣ１１は、図１４のＨＤＣ１１１と同
様に、ホストコンピュータからの各種命令をＣＰＵ１０
に伝えるとともに、記録再生動作を制御するようになさ
れている。また、ＨＤＣ１１には、クロック生成回路２
０からシステムクロック（データクロック）が供給され
るとともに、タイミング発生回路２１から、タイミング
信号のうちの、回転の原点を与えるインデックス信号、
セクタの開始点（開始位置）を与えるセクタ信号、同期
スタートのためのシンク信号（データ領域の開始位置を
示す信号）、およびその他必要な信号が、上述したよう
に１クロック分のパルスで供給されるようになされてお
り、ＨＤＣ１１は、システムクロックに常に同期し、タ
イミング信号に対応して、記録再生動作の制御を行うよ
うになされている。なお、ＨＤＣ１１に対し、上述した
タイミング信号は、ハードディスク装置動作中は常に供
給されるようになされている。一方、ＨＤＣ１１は、
１，２、または４システムクロック単位で、タイミング
信号を受け付けるようになされている。

【００８１】ここで、図４は、ＨＤＣ１１の詳細構成例
を示している。Ｉ／Ｏインターフェイス３１は、ホスト
コンピュータとの通信をコントロールするようになされ
ている。バッファコントローラ３９は、バッファＲＡＭ
２２とのデータのやりとりを制御するようになされてい
る。即ち、バッファコントローラ３９は、Ｉ／Ｏインタ
ーフェイス３１を介してホストコンピュータより供給さ
れたデータを、バッファＲＡＭ２２に一時記憶させ、そ
のデータを、必要に応じて読み出して、シリアライザ／
デシリアライザ３８に供給するようになされている。ま
た、バッファコントローラ３９は、シリアライザ／デシ
リアライザ３８からのデータを、バッファＲＡＭ２２に
一時記憶させ、そのデータを必要に応じて読み出して、
Ｉ／Ｏインターフェイス３１を介して、ホストコンピュ
ータに供給するようになされている。

【００８２】シリアライザ／デシリアライザ３８は、バ
ッファコントローラ３９を介してバッファＲＡＭ２２か
ら供給されるデータ（このデータは、ホストコンピュー
タからのデータなので、パラレルデータとなっている）
を、シリアルデータに変換して、ＥＣＣ生成部３７に供
給するとともに、ＥＣＣ生成部３７から供給されるデー
タ（このデータは、シリアルデータとされている）を、
パラレルデータに変換して、バッファコントローラ３９
に供給するようになされている。

【００８３】ＥＣＣ生成部３７は、シリアライザ／デシ
リアラザ３８から供給されるデータに、ＥＣＣを付加
し、記録データ発生回路２１に供給するようになされて
いる。また、ＥＣＣ生成部３７には、データ復調回路１
９より復調データが供給されるようになされており、Ｅ
ＣＣ生成部３７は、復調データに対し、ＥＣＣ処理を施
して、シリアライザ／デシリアライザ３８に供給するよ
うになされている。

【００８４】ディスクシーケンサ３３には、ＣＰＵ１０
によって、後述するような記録／再生動作シーケンスが
記述されるようになされており、ディスクシーケンサ３
３は、そこに記述されたシーケンスにしたがって、チッ
プコントローラ３６およびシリアライザ／デシリアライ
ザ３８を制御するようになされている。コントロールレ
ジスタ３４には、ＣＰＵ１０から供給される、ＨＤＣ１
１の動作に必要な情報がセットされるようになされてい
る。

【００８５】なお、ＣＰＵ１０とＨＤＣ１１との間の情
報のやりとりは、以上のディスクシーケンサ３３および
コントロールレジスタ３４を介して行われる。

【００８６】レジスタデコーダ３２は、コントロールレ
ジスタ３４にセットされた情報（値）をデコードし、そ
のデコード結果に対応して、ＨＤＣ１１を構成する各ブ
ロックを制御するようになされている。また、レジスタ
デコーダ３２は、必要に応じて、割り込み発生回路４０
に、ＣＰＵ１０に対して割り込みをかけさせるようにも
なされている。割り込み発生回路４０は、レジスタデコ
ーダ３２の制御にしたがって、ＣＰＵ１０に対して割り
込みをかけるようになされている。

【００８７】チップコントローラ３６は、タイミング発
生回路２１から供給される信号（タイミング信号など）
を受信し、その信号に対し、波形整形処理を施し、ディ
スクシーケンサ３３に供給するようになされている。な
お、ディスクシーケンサ３３は、チップコントローラ３
６からの信号（タイミング信号）に対応して、記録／再
生動作シーケンスを実行していく。

【００８８】クロックコントローラ３５には、クロック
生成回路２０からのシステムクロックが供給されるよう
になされている。クロックコントローラ３５は、クロッ
ク生成回路２０から供給されるシステムクロックに対し
て波形整形処理を施し、ＨＤＣ１１を構成する各ブロッ
クに供給されるようになされている。従って、ＨＤＣ１
１を構成する各ブロックは、システムクロックに同期し
て動作することになる。

【００８９】［データ記録／再生動作］ＣＰＵ１０にお
いて、ＨＤＣ１１を介して、ホストコンピュータから記
録再生命令が受信されると、ＨＤＣ１１の内部コントロ
ールレジスタ（ディスクシーケンサ３３およびコントロ
ールレジスタ３４）、および周辺回路（ハードディスク
装置を構成する各ブロック）の内部レジスタに必要な値
が書き込まれる。サーボ回路系（磁気ヘッド１５、切換
スイッチ１４、再生アンプ１８、位置制御回路１７、お
よびＶＣＭ１６）においては、ＣＰＵ１０からセットさ
れた値に応じて、位置制御回路１７がアクセスパターン
およびファインパターンの再生信号をもとに、公知の方
法により制御信号を生成し、ＶＣＭ１６を駆動して、磁
気ヘッド１５をトラックの中心に位置決めする。

【００９０】さらに、データ記録再生系（データ記録系
（記録データ発生回路１２、記録アンプ１３、切換スイ
ッチ１４、および磁気ヘッド１５）およびデータ再生系
（磁気ヘッド１５、切換スイッチ１４、再生アンプ１
８、およびデータ復調回路１９）においては、ＣＰＵ１
０からセットされた値に応じて記録／再生のための諸設
定が行われる。

【００９１】ＣＰＵ１０は、これらの設定が正常に行わ
れたことを確認した後、ＨＤＣ１１のコントロールレジ
スタ３４の１つにフラグをたて、これによりそれ以降の
動作制御がＨＤＣ１１に渡される。

【００９２】ここで、ＨＤＣ１１の内部コントロールレ
ジスタ（ディスクシーケンサ３３およびコントロールレ
ジスタ３４）のうちの幾つかはまとまって、記録／再生
動作シーケンスが記述されるディスクシーケンサを構成
している。これは、図４に示したディスクシーケンサ３
３に相当する。ディスクシーケンサ３３には、動作の種
類（記録、再生、フォーマット）に応じて、必要な値
（情報）がＣＰＵ１０によってセットされる。

【００９３】図５乃至図７は、ディスクシーケンサ３３
（シーケンサマップ）の記述例を示している。なお、図
６は、図５に続く図であり、図７は、図６に続く図であ
る。また、図５乃至図７に対応した記録／再生動作シー
ケンスをフローチャート化したものを、図８に示す。

【００９４】ディスクシーケンサ３３は、上述した従来
の場合と同様に構成されている。

【００９５】動作制御がＣＰＵ１０からＨＤＣ１１に渡
った後は、ディスクシーケンサ３３の記述どおりに処理
が行われていく。ディスクシーケンサ３３による処理が
終了するまでは、ＣＰＵ１０は関与せず、ディスクシー
ケンサ３３では、８クロック（システムクロック）単位
で、１行の処理が行われていく。

【００９６】［ＨＤＣディスクシーケンサ（ディスクシ
ーケンサ３３）によるデータ記録制御］ＨＤＣ１１は、
データの記録時に、まず再生されたセクタＩＤ（これ
は、データ復調回路１９から供給される）を読み込み、
シーケンサ３３にセットされている値と比較して、その
セクタがデータを記録すべきセクタか否かを判断する。
ＨＤＣ１１は、セクタがデータを記録すべきセクタであ
ると判断した場合、それに続くデータフィールド（デー
タ領域）の記録動作に移行する。

【００９７】即ち、ＨＤＣ１１では、図５のシーケンサ
マップの１行目に示したように、再生の始まりを示すタ
イミング信号であるセクタ信号（セクタの開始位置を示
す信号）が、タイミング発生回路２１から供給されるの
を待ち、セクタ信号を受信すると、次の段の処理に移行
する。

【００９８】ここで、ＨＤＣ１１には、クロック生成回
路２０が生成するデータクロック（システムクロック）
が常に入力されているから、ＨＤＣ１１は、ディスクシ
ーケンサ３３が動作し始めた瞬間から、データクロック
（システムクロック）に同期している。また、セクタの
先頭は、バイトアラインがとられているから、タイミン
グ発生回路２１からセクタ信号が入力されると、ＨＤＣ
１１では、その瞬間から、バイト（８クロック）単位の
同期までとれることになる。バイト同期が確立される
と、その後は、ディスクシーケンサ３３に記述されたシ
ーケンスが、バイト単位で、１行ずつ処理されていく。

【００９９】その後、ディスクシーケンサ３３において
は、データ再生系（再生回路系）をアクティブにするリ
ードゲートのセットが行われる（リードゲート信号は、
ＨＤＣ１１から再生回路系に向けて出力される）。そし
て、実際のデータのやりとりは、タイミング発生回路２
１からシンク信号が供給されるタイミングで開始され
る。

【０１００】なお、リードゲートは、チップコントロー
ラ３６から、タイミング発生回路２１を介して、データ
復調回路１９に供給されるようになされており、またシ
ンク信号とは、タイミング信号の１つで、データ領域の
開始位置を示す信号である。

【０１０１】ディスクシーケンサ３３は、タイミング発
生回路２１よりチップコントローラ３６を介してシンク
信号を受信するまで待ち状態となり、その後、シンク信
号を受信すると、セクタＩＤを読む処理を開始する。こ
れは、データ復調回路１９よりＥＣＣ生成部３７を介し
てシリアライザ／デシリアライザ３８に供給されるデー
タを監視することにより行われる。ディスクシーケンサ
３３は、ＩＤ情報（セクタＩＤ）を読み込んだ後、一旦
リードゲートをリセットし、そのセクタＩＤを参照し
て、いま注目しているセクタが、データを記録すべきセ
クタかどうかが計算（判定）される。なお、ディスクシ
ーケンサ３３には、データを記録すべきセクタのセクタ
ＩＤが記述されるようになされており、上述の判定（計
算）は、この記述されたセクタＩＤと、読み込まれたセ
クタＩＤとが一致しているか否かをみることにより行わ
れる。

【０１０２】いま注目しているセクタが、データを記録
すべきセクタでない場合、ディスクシーケンサ３３は、
リードゲートを再びセットし、次のセクタ信号を受信す
るまで待ち状態となる。そして、次のセクタ信号を受信
すると、以下、同様の処理を繰り返す。

【０１０３】一方、いま注目しているセクタが、データ
を記録すべきセクタである場合、即ちディスクシーケン
サ３３に記述されたセクタＩＤと、磁気ディスク１から
再生されたセクタＩＤとが一致した場合、ディスクシー
ケンサ３３では、ライトゲートのセットが行われる。な
お、ライトゲートは、チップコントローラ３６から、タ
イミング発生回路２１を介して、記録データ発生回路１
２に供給されるようになされている。

【０１０４】バッファＲＡＭ２２には、ホストコンピュ
ータからのデータが記憶されており、シンク信号入力に
よって、バッファＲＡＭ２２に記憶されたデータのうち
の５１２バイトのデータ（ユーザデータ）の書き込みが
行われる。即ち、バッファＲＡＭ２２に記憶されたデー
タは、バッファコントローラ３９、シリアライザ／デシ
リアライザ３８、ＥＣＣ生成部３７、記録データ発生回
路１２、記録アンプ１３、および切換スイッチ１４を介
して、磁気ヘッド１５に供給され、これにより磁気ディ
スク１に記録される。

【０１０５】磁気ディスク１に対し、５１２バイトのデ
ータが出力された後、ＥＣＣ生成部３７では、そのデー
タに対して付加するＥＣＣ（エラー訂正用符号）が計算
される。このＥＣＣも、磁気ディスク１に供給されて書
き込まれる。

【０１０６】１セクタの処理が終り、まだデータの続き
がある場合は、次のセクタ信号の入力を待って、上述し
た処理が繰り返されることにより、残りのデータが記録
される。

【０１０７】次に、本実施例においては、前述したサー
ボ領域のスキップ処理（サーボ情報を消去しないよう
に、記録データの出力を中断する処理）は、タイミング
発生回路２１から割り込み信号（ＣＤＲＩＮＴ）を出力
させることにより行われる。なお、この割り込み信号
は、タイミング発生回路２１においてサーボ領域の開始
位置のタイミングで出力されるようになされている。従
って、割り込み信号は、サーボ領域開始信号ということ
ができる。

【０１０８】ディスクシーケンサ３３は、割り込み信号
を受信すると、スキップ処理を行うための割り込みルー
チンを実行するために、その割り込みルーチンの先頭の
シーケンサアドレス（ＳＥＱＡＤＤＲ）にジャンプす
る。

【０１０９】図５乃至図７に示したシーケンサマップに
よれば、ＳＥＱＡＤＤＲ０Ｂｈ（図５）において、
割り込み信号を受信したかどうかが判定され、割り込み
信号を受信した場合には、ＳＥＱＡＤＤＲ０Ｆｈ
（図６）以降の割り込みルーチンにジャンプするように
なされている。

【０１１０】ここで、タイミング発生回路２１は、サー
ボ領域の終了位置を示すサーボ領域終了信号（ＩＮＰＵ
Ｔ）を、タイミング信号として、ＨＤＣ１１に供給する
ようになされている。割り込みルーチンでは、タイミン
グ発生回路２１からサーボ領域終了信号が供給されるま
で、スキップ処理が行われる。そして、タイミング発生
回路２１からサーボ領域終了信号が供給されると、ディ
スクシーケンサ３３は、元のシーケンサアドレス（ＳＥ
ＱＡＤＤＲ０Ｂｈ）にリターンし、そこからの処理
を再開する。

【０１１１】本実施例においては、上述したように、Ｈ
ＤＣ１１が、終始、システムクロック（データクロッ
ク）に同期しているため、従来のように磁気ディスク１
に同期用パターンを書き込む必要がない。

【０１１２】ところで、割り込み信号（ＣＤＲＩＮＴ）
は、サーボ領域の開始位置が再生されるたびに、ＨＤＣ
１１に供給される。従って、ディスクシーケンサ３３に
より処理が開始された後は、上述したセクタ信号の入力
を待つ状態（セクタ信号の入力を待つループを実行して
いる状態）であっても、割り込み処理であるスキップ処
理が行われることになる。

【０１１３】図６のＳＥＱＡＤＤＲ０Ｆｈ以降に示
したスキップ処理では、この処理は記録中に行われるこ
とを前提としているため、ＳＥＱＡＤＤＲ１０ｈで
ライトゲートをリセットした後、リターンするときにラ
イトゲートをセットするようになされている（ＳＥＱ
ＡＤＤＲ１１ｈ）。従って、セクタ信号の入力を待つ
状態において、この割り込み処理がなされると、その終
了後に、ライトゲートがセットされ、データを記録すべ
きセクタが検出されていないにも関わらず、データの記
録が開始されることになる。

【０１１４】そこで、これを防止するために、ディスク
シーケンサ３３は、割り込み信号（サーボ領域開始信
号）の入力をマスクするか否かを指定するためのマスク
ビット（ＸＣＴＬＡ）（１行を構成する４個のレジスタ
のうち、左から４番目のレジスタの第６および第５ビッ
ト）を含んでいる。図５乃至図７に示したシーケンサマ
ップでは、マスクビットであるＸＣＴＬＡが１０Ｂ（但
し、Ｂはバイナリを意味する）とされているときに、割
り込み信号（サーボ領域開始信号）の入力がマスクされ
るようになされている。

【０１１５】なお、ＨＤＣ１１は、ＸＣＴＬＡが１０Ｂ
とされているときは、割り込み信号（サーボ領域開始信
号）の入力を受け付けないロジック回路（図示せず）を
有する。また、マスクビットであるＸＣＴＬＡが１０Ｂ
（但し、Ｂはバイナリを意味する）とされているとき
は、割り込み信号（サーボ領域開始信号）の他、サーボ
領域終了信号の入力もマスクされるようになされてい
る。

【０１１６】［ＨＤＣディスクシーケンサによるデータ
再生制御］データ再生時も、セクタＩＤを読み出し、そ
のセクタがデータを読み出すべきセクタかどうかを判断
するルーチンは、上述した記録動作における場合と同様
である。データを読み出すべきセクタが検出された後
は、ＨＤＣ１１において、リードゲートがセットされ、
シンク信号をトリガにユーザデータ５１２バイトが、磁
気ディスク１から、磁気ヘッド１５、切換スイッチ１
４、再生アンプ１８、データ復調回路１９、ＥＣＣ生成
部３７、シリアライザ／デシリアライザ３８、およびバ
ッファコントローラ３９を介してバッファＲＡＭ２２に
読み込まれる。

【０１１７】ユーザデータ５１２バイトが読み出された
後は、記録時にそのデータに付加されたＥＣＣが読み出
され、そのＥＣＣが、ＥＣＣ生成部３７において計算さ
れた値とを比較され、その比較結果に応じて、バッファ
ＲＡＭ２２に記憶されたユーザデータに対し、エラー訂
正（ＥＣＣ）処理が施される。エラー訂正のなされた正
しいユーザデータは、バッファＲＡＭ２２よりバッファ
コントローラ３９およびＩ／Ｏインターフェイス３１を
介して、ホストインターフェイスバス（ホストコンピュ
ータとＩ／Ｏインターフェイス３１とを接続するバス）
に出力される。

【０１１８】なお、再生時においても、サーボ領域のス
キップ処理は、データ記録時における場合と同様にして
行われる。但し、再生時においては、ライトゲートでは
なく、リードゲートがセット／リセットされ、またパッ
ドの書き込みは行われない。

【０１１９】［データ記録時の周辺回路の動作］次に、
データ記録モードにおいてＣＰＵ１０から所定の値がセ
ットされた後の周辺回路系の動作について、図９のタイ
ミングチャートを参照して説明する。磁気ディスク１面
上の同心円状トラックの一部を直線状に展開したものを
図９（ａ）に示す。データ記録モードで、トラッキング
をかけながら磁気クロックパターンに同期して記録を行
うためには、磁気クロックパターン、ファインパターン
の再生と、データセグメント（データ領域）へのデータ
記録とを交互に繰り返す必要がある。そのため、タイミ
ング発生回路２１が生成する記録／再生切換信号によ
り、記録／再生切換スイッチ１４が制御される。

【０１２０】なお、記録／再生切換信号は、タイミング
発生回路２１が、ＨＤＣ１１からのライトゲート、リー
ドゲート、データゲート、およびサーボゲートをもとに
して生成するようになされている。

【０１２１】図９において、最初は、記録／再生切換信
号（図９（ｂ））がＨｉｇｈであり、この場合、切換ス
イッチ１４は、端子Ｒ側を選択している。従って、磁気
ヘッド１５は、切換スイッチ１４を介して再生アンプ１
８に接続されている。このとき、その出力再生波形（図
９（ｄ））として、クロックパターンに対応する孤立波
形が得られる。クロック生成回路２０は、過去の履歴を
もとにクロックパターンの出現時刻を予測し、内部でク
ロックゲート信号（図９（ｃ））を作成し、この信号が
出ている期間内に出現する孤立再生波形を正規のクロッ
クパターンとみなして、内部に持つＰＬＬの位相を更新
し、クロックパターンにデータクロック（図９（ｅ））
を位相同期させる。このクロックがシステムクロックと
なり、ＨＤＣ１１を含む各ブロックに供給される。

【０１２２】タイミング発生回路２１は、このシステム
クロック（データクロック）を計数することにより、ト
ラック上のデータ領域や、サーボ領域、ギャップなど、
トラック一周に渡る様々な領域の位置を示すタイミング
信号（上述したように、例えば１クロックのパルス信
号）を生成するとともに、サーボゲート、データゲート
信号なども生成し、生成した信号を、必要に応じて、各
ブロックに供給する。

【０１２３】また、サーボ系（サーボ回路系）では、位
置制御回路１７が、ファインパターンの再生信号をもと
に記録すべきトラックの中心からの磁気ヘッド１５の位
置のずれを計算し、ＶＣＭ１６を駆動させる。この動作
は、サーボパターンが現れる度に行われ、磁気ヘッド１
５は、トラック中心に正確に位置決めされる。

【０１２４】ファインパターンが過ぎると、ＨＤＣ１１
により与えられるライトゲート信号はアクティブとなり
（ライトゲートがセットされ）、記録／再生切換信号
（図９（ｂ））はＬｏｗとなり、この場合、切換スイッ
チ１４は、端子Ｗ側を選択する。従って、磁気ヘッド１
５は記録／再生切換スイッチ１４を介して記録アンプ１
３に接続され、データ領域に対する記録が行われる。

【０１２５】即ち、ホストコンピュータからのソースデ
ータ（ユーザデータ）は、一時的にバッファＲＡＭ２２
に蓄えられ、このデータは、ＨＤＣ１１を介して、上述
のようにして、タイミング信号に合わせて、データクロ
ック（システムクロック）に同期して出力される。この
データは、記録データ発生回路１２によって、データク
ロックの立ち上がりに同期した記録データ（図９
（ｆ））とされ、記録アンプ１３、切換スイッチ１４、
および磁気ヘッド１５を介して磁気ディスク１に記録さ
れる。

【０１２６】なお、バッファＲＡＭ２２から読み出され
たデータが、磁気ディスク１に記録されるまでの時間差
は、タイミング発生回路２１において、予めデータクロ
ック数に基づいて認識することができるので、タイミン
グ発生回路２１は、その分早くＨＤＣ１１にタイミング
信号を入力するようになされている。

【０１２７】１つのデータ領域長に相当する、所定の時
間（データ存在点クロック単位）が経過すると、タイミ
ング発生回路２１は、記録／再生切換信号を再びＨｉｇ
ｈにする。これにより、切換スイッチ１４が端子Ｗから
Ｒに切換られ、再び磁気クロックパターンの再生信号が
クロック生成回路２０に与えられ、クロック生成が続行
される。またサーボ回路系では、ファインパターンの再
生信号をもとに、トラック中心への位置決めを継続す
る。

【０１２８】[データ再生時の周辺回路の動作］データ
の再生を行う際には、データ再生系において、データク
ロックの立ち上がり時刻における再生波形が参照され
る。このハードディスク装置は、全体がシステムクロッ
ク（データクロック）に同期しているので、データクロ
ックの立ち上がり時刻において再生波形を参照すれば、
それが磁気ディスク１上の実データ存在位置に対応する
ので、誤りのないデータ検出が可能になる。

【０１２９】［その他の実施例］図１０は、本発明を適
用したハードディスク装置の他の構成例を示している。
なお、図中、図３における場合と対応する部分について
は、同一の符号を付してある。さらに、図１０において
は、ＣＰＵ１０、記録データ発生回路１２、記録アンプ
１３、切換スイッチ１４、磁気ヘッド１５、ＶＣＭ１
６、位置制御回路１７、再生アンプ１８、データ復調回
路１９の図示を省略してある。また、８／９エンコーダ
／デコーダは、記録データ発生回路１２およびデータ復
調回路１９の一部を構成するものである。

【０１３０】ハードディスク装置（磁気ディスク装置）
において、高密度化を図るための信号処理方式として、
パーシャルレスポンスと最尤復号法（例えば、ビタビ法
など）を合わせて用いる方式（ＰＲＭＬ）が知られてい
る。また、この方式に適するチャネル符号化技術とし
て、例えば８／９変換が知られている。

【０１３１】図１０のハードディスク装置においては、
データが、８／９変換されて記録されるようになされて
いる。即ち、ＨＤＣ１１から出力されるデータは、８／
９エンコーダ／デコーダ５１を介することにより、８ビ
ットのブロック単位から９ビットの符号に変換され、磁
気ディスク１に記録されるようになされている。また、
磁気ディスク１から再生されたデータは、８／９エンコ
ーダ／デコーダ５１を介することにより、９ビットのブ
ロック単位から８ビットに変換され、ＨＤＣ１１に供給
されるようになされている。

【０１３２】この場合、クロック生成回路２０では、１
周９×Ｎのクロック（Ｃｌｏｃｋ9）が生成される。ハ
ードディスク装置を構成する各ブロックのうちのＨＤＣ
１１を除くブロックは、このクロック（Ｃｌｏｃｋ9）
に同期して動作する。

【０１３３】−１／９クロック生成回路５２には、クロ
ック生成回路２０からクロック（Ｃｌｏｃｋ9）が供給
されるようになされている。−１／９クロック生成回路
５２は、クロック生成回路２０からのクロック（Ｃｌｏ
ｃｋ9）を規則的に間欠させ、間欠クロックとするよう
になされている。即ち、−１／９クロック生成回路５２
は、クロック生成回路２０からのクロック（Ｃｌｏｃｋ
9）を、例えば９クロックに１クロックだけマスクし
て、残りの８クロックをＨＤＣ１１に供給するようにな
されている。

【０１３４】従って、ＨＤＣ１１は、８×Ｎのクロック
（Ｃｌｏｃｋ8）に同期して動作することになる。

【０１３５】データは、８／９エンコーダ／デコーダ５
１を介してやりとりされるようになされており、従って
磁気ディスク１上では、データが９ビットを１単位とし
て取り扱われるが、ＨＤＣ１１では、データは８ビット
を１単位として取り扱われる。よって、上述したよう
に、ＨＤＣ１１を、８×Ｎのクロック（Ｃｌｏｃｋ8）
に同期して動作させることにより、ＨＤＣ１１における
処理を簡単化することができる。

【０１３６】なお、ＨＤＣ１１は、９クロックに１クロ
ック休止することになるが、他の各ブロックとは同期が
とれているので、動作に支障を生じることはない。即
ち、例えばタイミング発生回路２１からは、タイミング
信号がクロック（Ｃｌｏｃｋ9）に同期して出力される
が、ＨＤＣ１１は、このタイミング信号をそのまま用い
て動作することができる。

【０１３７】以上のように、システム全体が完全同期型
で動作するようにしたので、自己同期のために必要とな
るデータ用プリアンブル、サーボ用プリアンブルなどの
オーバーヘッドデータが必要なくなり、フォーマット効
率を向上させることができる。また、ＨＤＣ１１が自身
で同期をとらずに済むようにし、パルス信号であるタイ
ミング信号だけで動作の開始、停止、再開などがなされ
るようにしたので、装置の制御を簡単化するとともに、
装置（ドライブ）の制御能力を向上させることができ
る。さらに、その結果、フォーマットの自由度を増大さ
せることができる。

【０１３８】以上、本発明をハードディスク装置（磁気
ディスク装置）に適用した場合について説明したが、本
発明は、この他、例えば光ディスクや光磁気ディスクな
どのディスクにディジタル情報を記録／再生するディス
ク駆動装置にも適用可能である。

【０１３９】なお、本実施例においては、スキップ処理
を、タイミング発生回路２１からの割り込み信号（ＣＤ
ＲＩＮＴ）をトリガとして行うようにしたが、従来どお
り、スキップするバイト数を、セクタＩＤ領域に書き込
んでおくことにより行うようにしても良い。また、ＨＤ
Ｃ１１の内部のカウンタを設け、ＣＰＵ１０に、そのカ
ウンタに対し、スキップするバイト数をセットさせるこ
とにより、スキップ処理を行わせるようにすることも可
能である。

【０１４０】また、本実施例では、割り込み信号（ＣＤ
ＲＩＮＴ信号）の入力を受け付けない機能を有するＨＤ
Ｃ１１を用い、マスクビット（ＸＣＴＬＡ）をたてるこ
とで割り込み信号の入力をマスクするようにしたが、そ
の他の方法で、割り込み信号（ＣＤＲＩＮＴ信号）の入
力をマスクすることが可能である。即ち、例えば、ＨＤ
Ｃ１１などに、一般的に用意されている汎用出力信号を
用いることが可能である。具体的には、セクタ信号を待
つループが実行されている場合に、その汎用出力信号
を、ＨＤＣ１１に出力させるようにし、その信号が出力
されている間は、割り込み信号（ＣＤＲＩＮＴ信号）
を、ＨＤＣ１１に出力しないように構成された外部ロジ
ック回路を設けるようにすれば良い。

【０１４１】さらに、本実施例においては、磁気クロッ
クマークはディスク面上に放射状に連続して形成された
ものとしたが、半径に沿って断続的に形成されたもので
あっても良い。また、システムクロックは、半径方向に
ゾーニングに合わせて変化させるようにすることも可能
である。さらに、磁気クロックマークや、アクセスパタ
ーン、およびファインパターンなどは、エッチングによ
りディスク面上に形成されたものしたが、これらは、従
来の平坦なメディア上に、磁気記録により記録された磁
化パターンとして形成することも可能である。

【０１４２】また、本実施例では、磁気ヘッド１５を、
一般的な記録再生兼用ヘッドとしたが、記録用と再生用
に、それぞれ専用のヘッドを用いるようにすることが可
能である。さらに、磁気クロックマーク、アクセスパタ
ーン、およびファインパターンなどの各種パターン、並
びにデータ領域内の磁化反転が検出できれば、他の原理
に基づく再生ヘッドであっても良い。

【０１４３】

【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、フォーマ
ット効率を向上させることができる。さらに、装置の制
御を簡単化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】磁気ディスク１のサーボ領域近傍のフォーマッ
トを説明する図である。

【図２】磁気ディスク１のフォーマットを説明する図で
ある。

【図３】本発明を適用したハードディスク装置の第１実
施例の構成を示すブロック図である。

【図４】図３のＨＤＣ１１の詳細構成例を示すブロック
図である。

【図５】図４のディスクシーケンサ３３の記述例を示す
図である。

【図６】図４のディスクシーケンサ３３の記述例を示す
図（図５に続く図）である。

【図７】図４のディスクシーケンサ３３の記述例を示す
図（図６に続く図）である。

【図８】図５乃至図７に対応した記録／再生動作シーケ
ンスを示すフローチャートである。

【図９】図３のハードディスク装置の動作を説明するた
めのタイミングチャートである。

【図１０】本発明を適用したハードディスク装置の第２
実施例の構成を示すブロック図である。

【図１１】従来の磁気ディスクの一例の構成を示す平面
図である。

【図１２】従来のセクタサーボ型磁気ディスクのフォー
マットを説明する図である。

【図１３】従来のセクタサーボ型磁気ディスクのサーボ
領域近傍のフォーマットを説明する図である。

【図１４】従来のハードディスク装置の一例の構成を示
すブロック図である。

【図１５】図１４のＨＤＣ１１１にセットされるシーケ
ンスの記述例を示す図である。

【図１６】図１４のＨＤＣ１１１にセットされるシーケ
ンスの記述例を示す図（図１５に続く図）である。

【図１７】図１４のＨＤＣ１１１にセットされるシーケ
ンスの記述例を示す図（図１６に続く図）である。

【図１８】図１５乃至図１７に対応した記録／再生動作
シーケンスを示すフローチャートである。

【符号の説明】

１磁気ディスク１０ＣＰＵ１１ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）１２記録データ発生回路１３記録アンプ１４記録／再生切換スイッチ１５磁気ヘッド１６ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１７位置制御回路１８再生アンプ１９データ復調回路２０クロック生成回路２１タイミング発生回路２２バッファＲＡＭ３１Ｉ／Ｏインターフェイス３２レジスタデコーダ３３ディスクシーケンサ３４コントロールレジスタ３５クロックコントローラ３６チップコントローラ３７ＥＣＣ生成部３８シリアライザ／デシリアライザ３９バッファコントローラ４０割り込み発生回路５１８／９エンコーダ／デコーダ５２ −１／９クロック生成回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】データを記録するデータ領域と、サーボ
情報を記録するサーボ領域とがトラックに独立して繰り
返し形成されているディスクを駆動するディスク駆動装
置であって、前記サーボ情報は、クロックパターンを含み、前記ディスクから情報を再生する再生手段と、前記再生手段により再生された情報のうちの前記クロッ
クパターンに対応して、システムクロックを生成するク
ロック生成手段とを備え、装置全体が、前記システムクロックに同期して動作する
ことを特徴とするディスク駆動装置。
【請求項２】前記ディスクにデータを記録する記録手
段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のデ
ィスク駆動装置。
【請求項３】前記システムクロックに基づいて、前記
ディスク上における所定の情報点の位置を与えるタイミ
ング信号を生成するタイミング信号生成手段と、所定の記録／再生動作シーケンスが記述されるシーケン
サを含み、そのシーケンサに記述された前記記録／再生
動作シーケンスにしたがい、前記タイミング信号に対応
して記録／再生動作を制御する制御手段とをさらに備え
ることを特徴とする請求項２に記載のディスク駆動装
置。
【請求項４】前記タイミング信号は、前記サーボ領域
の開始位置および終了位置を与える信号を含み、前記所定の記録／再生動作シーケンスは、前記記録手段
によるデータの記録を中断させる割り込みルーチンを含
み、前記制御手段は、記録時において、前記サーボ領域の開
始位置のタイミングで、前記割り込みルーチンにジャン
プし、前記サーボ領域の終了位置のタイミングで、前記
割り込みルーチンからリターンすることを特徴とする請
求項３に記載のディスク駆動装置。
【請求項５】前記トラックは、複数のセクタに区分さ
れており、前記タイミング信号は、前記セクタの開始位置を与える
信号をさらに含み、前記所定の記録／再生動作シーケンスは、前記セクタの
開始位置を与えるタイミング信号を待つループをさらに
含み、前記制御手段は、前記ループを実行している間、前記タ
イミング信号生成手段からの前記サーボ領域の開始位置
および終了位置を与えるタイミング信号の入力をマスク
することを特徴とする請求項４に記載のディスク駆動装
置。
【請求項６】前記サーボ情報は、前記ディスクの回転
中心を与えるインデックスをさらに含み、タイミング信号は、前記サーボ領域の開始位置および終
了位置、並びに前記セクタの開始位置を与える信号の
他、前記インデックスの位置、および前記データ領域の
開始位置を与える信号を、少なくとも含むことを特徴と
する請求項５に記載のディスク駆動装置。
【請求項７】前記制御手段は、１，２、または４シス
テムクロック単位で、前記タイミング信号を受け付け、
８システムクロック単位である１バイト単位で、前記所
定の記録／再生動作シーケンスを実行することを特徴と
する請求項３乃至６のいずれかに記載のディスク駆動装
置。
【請求項８】前記システムクロックを規則的に間欠さ
せ、間欠クロックとする間欠手段をさらに備え、前記制御手段は、前記間欠クロックに同期して動作する
ことを特徴とする請求項３乃至７のいずれかに記載のデ
ィスク駆動装置。
【請求項９】前記システムクロックは、記録／再生し
ている前記ディスクの半径方向の位置によって変化する
ことを特徴とする請求項２乃至８のいずれかに記載のデ
ィスク駆動装置。
【請求項１０】前記再生手段および記録手段は、磁気
ヘッドであり、前記ディスクは、磁気ディスクであることを特徴とする
請求項２乃至９のいずれかに記載のディスク駆動装置。